Как компютърното зрение
бързо се превръща в гръбнака
на агрономията от следващо поколение

Бележка на редактора: The Конференция VISION 2022 ще включва разширено проучване на това къде иновациите бързо водят до промяна, включително тенденции в високоценните специални култури, програми за устойчивост и улавяне на въглерод, както и високотехнологични системи за производство на контролирана околна среда. Една нововъзникваща тема за дневен ред е визуална информация. По-долу е даден поглед отвътре как визуалните сензори и компютърното зрение ще бъдат от решаващо значение, за да помогнат на цялата индустрия да отговори на нуждите от храна на нарастващото световно население.

Компютърното зрение преживя истински бум. Прозренията, събрани чрез данни от дронове, спътници и самолети, събират данни от небето. Сензорите, монтирани на оборудване, могат да измерват промените в характеристиките на растенията или параметрите на почвата с оптично отражение. LiDAR сензорите вече могат да измерват структурата на растенията в 3D.

Освен да помага на агрономите с данни, компютърното зрение също е в основата на даването на възможност за автономни машини на полето, като помага на машините да реагират на ситуации на полето или дори да откриват препятствия. Технологията дори ни позволява да реагираме на свръхточно местоположение данни от сателитни изображения, който е в състояние да донесе детайлност на ниво сантиметър. С цялата тази технология, с която разполагаме, необходими ли са изобщо човешките очни ябълки?

След като тези камери, сензори и сателити бъдат разгърнати в мащаб в полета и оранжерии, те ще осигурят 100% покритие за наблюдение денонощно. Когато това се случи, дистанционната агрономия и до голяма степен отдалеченото земеделие могат да станат реалност. Тъй като автономните машини и роботи поемат все по-голям брой роли, необходимостта от голяма работна сила може вече да не е необходима. Докато днес повечето плодове и зеленчуци се берат и опаковат ръчно, доклад на S&P Global прогнозира, че до 2025 г. системите за възприятие и алгоритмите за бране ще позволят аспекти на автономно прибиране на реколтата в селското стопанство с контролирана среда (CEA).

Този бум на компютърното зрение не е уместен само в селското стопанство. Всъщност, като най-зрялата област в съвременния AI, той прониква във всеки сектор на икономиката. Възможностите, които автоматизирането на визуалните възможности носи безкрайни пазарни възможности във всеки сектор. Като хора, зрението е нашето най-развито сетиво – това, което използваме най-много, за да възприемаме света около нас. Професор по медицинска оптика Дейвид Уилямс обяснява че "Повече от 50 процента от кората, повърхността на мозъка, е посветена на обработката на визуална информация."

Неслучайно частта от човешкия мозък, отговорна за анализа на визуалната информация, е най-голямата от тази на другите сетива. Изкуствените невронни мрежи са съществена част от машинното обучение и гръбнакът на съвременните визуални технологии. По думите на професор Уилямс: „Разбирането как работи зрението може да бъде ключ към разбирането как работи мозъкът като цяло.

Визуалните технологии вече задвижват развитието на храните и селското стопанство, което ще промени начина, по който светът расте, произвежда, транспортира и консумира храна. Компютърното зрение е може би най-напредналото технологично поле, когато става въпрос за AI. Това безпрецедентно богатство от визуални данни може да бъде използвано и обработено чрез машинно обучение и след това да се върне обратно на производителите на храни или автономни машини, като например поливни опори. Дори и след прибиране на реколтата компютърното зрение осигурява технология, която вече се използва за ключови важни задачи, като процеса на сортиране и сортиране на плодове и зеленчуци, задача, която, когато се изпълнява от хора, е непоследователна, отнема много време, променлива и скъпа.

Въздействието на тази технология е огромно. Визуалните сензори и компютърното зрение ще бъдат от решаващо значение, за да помогнат на цялата индустрия да отговори на хранителните нужди на нарастващото световно население. Данните на Световната банка показват, че до 2025 г. по-голямата част от секторите на храните и селското стопанство ще бъдат силно засегнати от приемането на визуални технологии, като разпознаване на изображения, камери, роботика и много други. Не е изненада, че компютърното зрение и технологиите за изкуствен интелект са в основата на едно ново вълна от обещаващи технологични стартъпи в много вертикали, включително търговия на дребно, строителство, застраховане, сигурност и селско стопанство.

Подобряване на съществуващите процеси като отправна точка за започване на революция

Има изобилие от визуални технологии, достъпни за производителите на храни. Това включва всяко устройство или инструмент, който улавя, анализира, филтрира, показва или разпространява визуални данни. Тези системи са проектирани да използват компютърното зрение, машинното обучение или изкуствения интелект, за да осмислят всички визуални данни и да предоставят прозрения, които могат да се предприемат, или да действат автономно върху тях.

Едно скорошно доклад на LDV Capital on Visual Technologies подчертава някои ключови тенденции, насочени към бъдещето, които ще произтичат от възприемането на визуални технологии сред производителите на храни през следващите пет години. Най-интересното при тях е, че те наблягат предимно на подобряването и приемането на съществуващи технологии. Това няма да бъде революция, а прогресивна еволюция, тъй като визуалните технологии стават масови. Например, докладът посочва алгоритми за машинно обучение, които поглъщат изображения от дронове, самолети и сателити с повишена разделителна способност и по-голям спектрален обхват, което допълнително позволява отдалечена агрономия. Освен това, тъй като скоростите на обработка се увеличават, монтираното в оборудването наблюдение ще даде възможност за вземане на решения на ниво растение, като прецизно пръскане на плевели и поставяне на семена.

Може ли всеки съществуващ процес да бъде автоматизиран и управляван от разстояние?

С толкова много „очи“ за наблюдение и оценка на растенията 24/7 и визуални технологии, които широко покриват цели полета или оранжерии, може ли земеделието и агрономията да се управляват дистанционно в близко бъдеще? От опит с нашите клиенти знам, че много производители на храни вече трябва да правят много по-малко пътувания до полето благодарение на прозрения или изображения, направени от машини и доставени до тях. Нещо повече, способността им да се справят с проблеми като вредители е по-целенасочена и прецизна. Вместо да правят рутинни проверки на място, тези устройства са в състояние да наблюдават 100% от реколтата си, 100% от времето.

Въпреки че компютърното зрение е голям пробив, който ще предефинира начина, по който храната се отглежда и обработва, това не е краят на всичко. Необходими са и други допълнителни технологии, за да можем да видим под листата и под почвата, които са също толкова важни, за да получим пълната картина. Например, наблюдение и анализ на микробиома чрез специални сензори, които измерват изобилието, разнообразието и колонизацията на микроорганизми в надземните и подземните растителни органи.

Събирането, интегрирането и осмислянето на всички тези данни ще бъде ключово предизвикателство за използване на силата на нарастващия набор от технологии, на който производителите на храни ще разчитат. Производителите на храни винаги са разчитали на стотици сигнали от областта, но тези нововъзникващи инструменти и платформи означават, че ще трябва да организират прозрения от нарастващ брой източници. Крайната цел е да се създаде единна система, която носи пълната, ясна картина, необходима за по-добри агрономически решения на високо ниво.

новини/бъдеще